(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の相補的ＤＮＡ鎖が修飾された二本鎖ＤＮＡセグメントから、金属ナノ粒子を用いて、修飾された前記一方の相補的ＤＮＡ鎖を分離し取り除くことにより、それぞれが２，０００塩基より大きい長さを有する、前記二本鎖ＤＮＡセグメントの他方の相補的ＤＮＡ鎖を、一本鎖ＤＮＡセグメントを提供するステップと、
単層カーボン・ナノチューブに前記一本鎖ＤＮＡセグメントを結合させて、前記一本鎖ＤＮＡセグメントおよび前記単層カーボン・ナノチューブの複合体を形成するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記一本鎖ＤＮＡセグメント各々が、それぞれの単層カーボン・ナノチューブの周りにらせん状に巻き付いている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントとして提供するステップは、
ポリメラーゼ連鎖反応において、第１のプライマーと、一端に結合した末端チオール基を有する第２のプライマーとの存在下で、複製される二本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが、第１の相補的ＤＮＡ鎖と、一端にチオール基を有する修飾された第２の相補的ＤＮＡ鎖とを有するように、前記二本鎖ＤＮＡセグメントを複製するステップと；
複製された前記二本鎖ＤＮＡセグメントの前記チオール基に金属ナノ粒子を結合させるステップと；
複製された前記二本鎖ＤＮＡセグメントを、前記第１の相補的ＤＮＡ鎖と、前記金属ナノ粒子および前記チオール基を有する前記第２の相補的ＤＮＡ鎖とに解離させるステップと；
前記第２の相補的ＤＮＡ鎖から前記第１の相補的ＤＮＡ鎖を、前記一本鎖ＤＮＡセグメントとして取り出すステップと
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが３，０００塩基と５０，０００塩基の間の長さを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントが天然ＤＮＡ分子の塩基配列である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントがバクテリオファージ・ラムダＤＮＡの塩基配列である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントは、直線状に伸ばした場合、１ミクロンより大きな長さを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが同一のランダムな塩基配列を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが同一の塩基長さを有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記単層カーボン・ナノチューブは、直径が０．５ナノメートルと２．０ナノメートルの間であり、長さが０．７ミクロンと２．０ミクロンの間である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記単層カーボン・ナノチューブと前記一本鎖ＤＮＡセグメントを水中で混合するステップと、得られた混合物を音波処理するステップとを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントおよび前記単層カーボン・ナノチューブの前記複合体を基板に結合させるステップをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ポリメラーゼ連鎖反応において、第１のプライマーと、一端に結合した末端チオール基を有する第２のプライマーとの存在下で、複製される二本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが、第１の相補的ＤＮＡ鎖と、一端にチオール基を有する修飾された第２の相補的ＤＮＡ鎖とを有するように、前記二本鎖ＤＮＡセグメントを複製するステップと；
前記複製された二本鎖ＤＮＡセグメントの前記チオール基に金属ナノ粒子を結合させるステップと；
前記複製された二本鎖ＤＮＡセグメントを、前記第１の相補的ＤＮＡ鎖と、前記金属ナノ粒子および前記チオール基を有する前記第２の相補的ＤＮＡ鎖とに解離させるステップと；
前記第２の相補的ＤＮＡ鎖から前記第１の相補的ＤＮＡ鎖を、一本鎖ＤＮＡセグメントとして取り出すステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記一本鎖ＤＮＡセグメントが２，０００塩基より大きい同一の長さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記二本鎖ＤＮＡセグメントがバクテリオファージ・ラムダＤＮＡの塩基配列を有する、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属ナノ粒子がホスフィンキャップド金ナノ粒子であり、前記取り出すステップが、前記第１の相補的ＤＮＡ鎖と前記第２の相補的ＤＮＡ鎖との水懸濁液を遠心分離して、前記第２の相補的ＤＮＡ鎖が沈降物中にあり、前記第１の相補的ＤＮＡ鎖が上澄み液中にあるように、前記上澄み液と前記沈降物を形成させるステップを含む、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記上澄み液を前記沈降物から除去するステップと、
単層カーボン・ナノチューブと前記除去された上澄み液とを混合して、前記一本鎖ＤＮＡセグメントおよび前記単層カーボン・ナノチューブの複合体を形成するステップと
をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
単層カーボン・ナノチューブと；
前記単層カーボン・ナノチューブの周りにらせん状に巻き付いた一本鎖ＤＮＡセグメントであって、二本鎖ＤＮＡセグメント各々から一方の相補的ＤＮＡ鎖が除去されて得られた、長さが２，０００塩基より大きく、前記二本鎖ＤＮＡセグメントの他方のチオール化されていない相補的ＤＮＡ鎖である前記一本鎖ＤＮＡセグメントと
を含む、構造体。
【請求項１９】
前記単層カーボン・ナノチューブは、直径が０．５ナノメートルと２．０ナノメートルの間であり、長さが０．７ミクロンと２．０ミクロンの間であり、前記一本鎖ＤＮＡセグメントが天然ＤＮＡ分子の塩基配列である、請求項１８に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボン・ナノチューブ／ＤＮＡ複合体を形成する技術分野に関する。より具体的には、本発明は、単層カーボン・ナノチューブを分散させるために好適な一本鎖ＤＮＡ分子の形成方法、単層カーボン・ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体の形成方法、および単層カーボン・ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体を含む構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物系は、そのナノメートル・サイズおよび分子認識能力により、ナノスケール材料を一定方向に組み立てる媒体として大きな注目を集めている。この研究の最大の課題の１つは、生物系とカーボン・ナノチューブなどのナノスケール材料とをうまくつなぎ合わせることである。この目的を達成するために、単層カーボン・ナノチューブを水中に分散することができる短いＤＮＡオリゴマーを利用する方法が開発されている。しかし、特定の繰り返し塩基配列が必要であるために、この方法の使用は制約されている。したがって、特定の繰り返し塩基配列の制約なしに単層カーボン・ナノチューブを分散させるＤＮＡベースの方法が必要とされる。
【非特許文献１】P.Nikolaev et al.ChemPhys.Lett.313,91-97(1999)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
単層カーボン・ナノチューブを分散させるために好適な一本鎖ＤＮＡ分子の形成方法、単層カーボン・ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体の形成方法、および単層カーボン・ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体を含む構造体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、一本鎖ＤＮＡセグメントを単層カーボン・ナノチューブに結合させて一本鎖ＤＮＡセグメント／単層カーボン・ナノチューブ複合体を形成するステップを含む方法であって、前記一本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが２，０００塩基より大きい長さを有する方法である。
【０００５】
本発明の第２の態様は、ポリメラーゼ連鎖反応において、第１のプライマーおよび第２のプライマーの存在下に二本鎖ＤＮＡセグメントを複製するステップであって、前記第２のプライマーが、前記第２のプライマーの一端に結合した末端チオール基を有し、複製された二本鎖ＤＮＡセグメントのそれぞれが第１および第２の相補的なＤＮＡ鎖を有し、前記第２のＤＮＡ鎖が、前記第２のＤＮＡ鎖の一端にチオール基を有するステップと；前記複製された二本鎖ＤＮＡセグメントの前記チオール基に金属ナノ粒子を結合させるステップと；前記複製された二本鎖ＤＮＡセグメントを相補的な第１および第２の一本鎖ＤＮＡセグメントに解離させるステップであって、前記第２の一本鎖ＤＮＡセグメントが前記チオール基と金属ナノ粒子を含むステップと；前記第２の一本鎖ＤＮＡセグメントから前記第１の一本鎖ＤＮＡセグメントを除去するステップとを含む方法である。
【０００６】
本発明の第３の態様は、単層カーボン・ナノチューブと；前記単層カーボン・ナノチューブの周りにらせん状に巻き付いた一本鎖ＤＮＡセグメントであって、前記一本鎖ＤＮＡセグメントの長さが２，０００塩基より大きい一本鎖ＤＮＡセグメントとを含む構造体である。
【０００７】
本発明の特徴は、頭記の特許請求の範囲に記載されている。しかし、本発明自体は、添付の図面と組み合わせて、具体的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
カーボン・ナノチューブ（ＣＮＴ）は、六角形や五角形に配置したｓｐ２混成炭素原子からなる閉かご型分子である。カーボン・ナノチューブは、中空チューブ状の構造体である単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）、または１組の同心円筒に類似した複層ナノチューブ（ＭＷＮＴ）とすることができる。本発明の目的において、カーボン・ナノチューブ（ＣＮＴ）および単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）という用語は単層カーボン・ナノチューブを指す。本発明のＳＷＮＴは、炭素以外の元素をドーピングすることができる。その例としては、それだけに限らないが、燐、ヒ素、ホウ素および各種金属が挙げられる。
【０００９】
ＳＷＮＴは、当技術分野で知られた多くの方法で製造することができ、市販されている。一例としては、ＳＷＮＴは、高圧一酸化炭素法（ＨｉＰＣｏ）法を用いて製造される（P.Nikolaev et al.Chem Phys.Lett.313,91-97(1999)）。
【００１０】
マイクロエレクトロニクスで用いるために、ＳＷＮＴを分散かつパターン形成させる媒体としてＤＮＡを使用するには、ＤＮＡを直線状に伸ばした理想的な長さが数ミクロンのオーダーであることが望ましい。ＤＮＡの長さは、ＤＮＡ分子のリン酸骨格に結合した塩基対（ｂｐ）の数として表すこともできる。本発明で用いられるＤＮＡはゲノムＤＮＡである。本発明の実験の部では大腸菌ファージ・ラムダＤＮＡを使用したが、本発明は、ラムダＤＮＡを用いた実施に限定されることはなく、任意のゲノムＤＮＡを使用することができる。ラムダＤＮＡが選択されたのは、その４８，５０２塩基対配列のすべてが知られており、その制限酵素地図が完成しているからである。ラムダＤＮＡは、大腸菌に由来するものであり、市販されている。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に従って一本鎖ＤＮＡおよび単層ＣＮＴ／一本鎖ＤＮＡ複合体を調製する概略図である。図１において、第１のステップは、２つの短い塩基対プライマーを用いて、二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）の長い塩基対セグメント（鋳型ｄｓＤＮＡ）を増幅するように設計されたポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことである。プライマーの一方は、その５’末端にチオール（−ＳＨ）基を含むように修飾されている。もう一方のプライマーは修飾されていない。このｄｓＤＮＡは、制限酵素を用いて、より長いｄｓＤＮＡを消化することによって調製することができる。増幅されたｄｓＤＮＡセグメント（ここではチオール化ｄｓＤＮＡ）は、ｄｓＤＮＡセグメントの１つの鎖の５’末端にチオール基を持つことで元のｄｓＤＮＡセグメントから修飾されている。
【００１２】
図１において、第２のステップは、Ａｕに対するチオール化ｄｓＤＮＡのモル比を約０．５から約１として、ステップ１で調製されたチオール化ｄｓＤＮＡをホスフィンキャップドＡｕナノ粒子（直径約５から２５ｎｍ）と混ぜることである。これにより、Ａｕナノ粒子はチオール化ｄｓＤＮＡのチオール基と結合して、Ａｕ／チオール化ｄｓＤＮＡ複合体（Ａｕ／ｄｓＤＮＡ）を生成する。得られた混合物を遠心分離機にかけて、結合していないｄｓＤＮＡからＡｕ／ｄｓＤＮＡを分離する。
【００１３】
図１において、第３のステップは、Ａｕ／ｄｓＤＮＡをＡｕ／チオール化ｓｓＤＮＡ複合体（Ａｕ／ｓｓＤＮＡ）と遊離の一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ−１配列）に変性することである。一例では、変性は、Ａｕ／ｄｓＤＮＡを加熱し、その後急速に冷却することによって行われる。
【００１４】
図１において、第４のステップは、Ａｕ／ｓｓＤＮＡとｓｓＤＮＡ−１配列の混合物を遠心分離機にかけ、ｓｓＤＮＡ−１配列を上澄み液中に残して、沈降物中にＡｕ／ｓｓＤＮＡを集めることである。次いで、上澄み液をデカンテーションし、凍結乾燥する。Ａｕ／ｓｓＤＮＡは、水と混ぜることにより後で任意の所望の濃度に戻すことができる。戻したｓｓＤＮＡ−１配列溶液、あるいは上澄み液自体を、以下に述べるようにＳＷＮＴと混ぜることができる。ｓｓＤＮＡ−１配列は、相補的塩基対形成によって自己ハイブリダイズすることはできない。ｄｓＤＮＡの長さとｓｓＤＮＡ−１配列の長さは同じである。一例では、ｓｓＤＮＡ−１配列は、伸ばした長さが約１．４ミクロンである。別の例では、ｓｓＤＮＡ−１配列の長さは２，０００ｂｐより大きい。さらに別の例では、ｓｓＤＮＡ−１配列の長さは約３，０００ｂｐと約５０，０００ｂｐの間である。別の例では、ｓｓＤＮＡ−１配列は、直線状に伸ばした長さが１ミクロンより大きい。
【００１５】
一本鎖ＤＮＡセグメント／単層カーボン・ナノチューブ複合体（ｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴ）を形成するために、ｓｓＤＮＡ−１配列溶液をＳＷＮＴと混ぜ、過熱を防ぐために低温（一例では、約４℃）で音波処理（音波によりエネルギー供給）する。ＳＷＮＴはｓｓＤＮＡ−１配列によって溶液中に保持されるが、複合化しないＳＷＮＴは懸濁状態を保持できないので、遠心分離によって除去することができる。一例では、約９０％のＳＷＮＴが複合化する。
【００１６】
原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）によれば、ｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴ複合体は、ＳＷＮＴの周囲にらせん状に巻き付いたｓｓＤＮＡ鎖を含有していることが分かる。一例では、ｓｓＤＮＡが巻き付いたＳＷＮＴは、直径が約０．５ナノメートルから約２．０ナノメートルであり、長さが約０．７ミクロンから約２．０ミクロンであった。原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）により、任意の特定のＳＷＮＴ上において、ｓｓＤＮＡ巻き付きのピッチが一定であることも示される。一例ではピッチは約６０ｎｍであるが、ＳＷＮＴが異なればピッチも異なる可能性がある。一例では、任意の特定のＳＷＮＴ上におけるｓｓＤＮＡ巻き付きのピッチは、約１２ｎｍから約８０ｎｍの間で一定である。
【００１７】
本出願人らは、上記の方法を用いて、ｄｓＤＮＡセグメントを使用してｓｓＤＮＡ−１配列を生成させ、かつ、同一のｄｓＤＮＡセグメントを使用して、（通常の変性方法で）相補的ｓｓＤＮＡ鎖を有するｓｓＤＮＡ−２配列を生成させた場合、このｓｓＤＮＡ−２配列はＳＷＮＴと複合体を形成しないことを見出した。図５および以下の説明を参照されたい。さらに、使用したｄｓＤＮＡの塩基のランダムな（ゲノムであったが故にランダムな）配列は、ＳＷＮＴと複合体を形成するには非ランダム塩基配列を有するｓｓＤＮＡが必要である、ｓｓＤＮＡとＳＷＮＴの複合化には特定のＣＮＴ構造の調整が必要である、ｓｓＤＮＡとＳＷＮＴの複合化は２，０００ｂｐ未満の長さを有するｓｓＤＮＡでのみ起る、あるいは、ＣＮＴ周囲にぴったりしたらせんを形成することはｓｓＤＮＡ塩基対の配列に左右される、などの現行の理論を真っ向から否定するものである。
【００１８】
図５は、ＳＷＮＴと混合したｓｓＤＮＡ−１配列と、ＳＷＮＴと混合した相補的ｓｓＤＮＡ−２配列の写真の比較である。ｓｓＤＮＡ−２配列とラベル表示した管は透明であって、ｓｓＤＮＡ−２配列とＳＷＮＴとの反応が行われていないことを示しており、一方、ｓｓＤＮＡ−１配列とラベル表示した管は暗色であって、ｓｓＤＮＡ−１配列とＳＷＮＴとの結合を示している。
【００１９】
ｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴ溶液の液滴をアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）末端シリコン基板上で自然乾燥することによってｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴの高密度アレイを製造することができる。これは、マイクロエレクトロニクスまたはナノエレクトロニクス分野において有用である。
【００２０】
実験の部
材料
（１）ラムダＤＮＡは、カリフォルニア州ＣａｒｌｓｂａｄのＩｎｖｉｔｒｏｇｅｎから購入した。
（２）酵素ＮｄｅＩは、マサチューセッツ州ＩｐｓｗｉｃｈのＮｅｗ  Ｅｎｇｌａｎｄ  Ｂｉｏｌａｂｓから購入した。
（３）すべてのＤＮＡプライマーは、アイオワ州ＣｏｒａｌｖｉｌｌｅのＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ＤＮＡ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから購入した。
（４）ＨｉＰＣｏカーボン・ナノチューブは、Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから購入した。
（５）二カリウム＝ビス（ｐ−スルホナトフェニル）フェニルホスフィン二水和物は、マサチューセッツ州ＮｅｗｂｕｒｙｐｏｒｔのＳｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから購入した。
（６）クエン酸ナトリウムキャップドＡｕナノ粒子は、カリフォルニア州ＲｅｄｄｉｎｇのＴｅｄ  Ｐｅｌｌａから購入した。
（７）ホスフィンキャップドＡｕナノ粒子は、二カリウム＝ビス（ｐ−スルホナトフェニル）フェニルホスフィン二水和物３０ｍｇをクエン酸ナトリウムキャップドＡｕナノ粒子の懸濁液１００ｍｌと混合し一晩撹拌することによって「リガンド交換」して調製した。ホスフィンキャップドＡｕナノ粒子は、懸濁液に塩化ナトリウムを加えてホスフィンキャップドＡｕナノ粒子を析出させることによって集めた。次いで、このホスフィンキャップドＡｕナノ粒子を脱イオン水に再懸濁した。
【００２１】
５’チオール化ｄｓＤＮＡの調製
制限酵素ＮｄｅＩを用いてラムダＤＮＡを消化し、３７９６ｂｐのラムダＤＮＡセグメントを集めることによって鋳型ｄｓＤＮＡを調製した。３７９６ｂｐラムダＤＮＡセグメントのＰＣＲ反応液１μｇ／１００μｌに、配列：５’−ＳＨ−ＴＧＣＡＧＡＴＡＣＴＣＡＣＣＴＧＣＡＴＣＣＴＧＡＡＣＣＣＡＴＴＧＡＣＣＴＣＣＡＡＣＣＣＣＧＴＡＡＴＡ−３’を有する第１の（チオール化）プライマー１００ｎＭ、および配列：５’−ＴＧＧＴＧＴＴＧＴＧＴＧＴＧＡＧＴＴＣＧＡＣＴＧＧＡＡＴＧＡＴＧＧＡＡＡＴＧＧＴＣＡＧＧＡＡＧＧＡＴ−３’を有する第２の（非チオール化）プライマー１００ｎＭを加えた。９５℃で３０秒、６０℃で４５秒、および７２℃で５分を４０サイクルさせてタッチダウンＰＣＲを行い、３７９６ｂｐの長さを有するチオール化ラムダＤＮＡを生成した。
【００２２】
図２は、上記のチオール化ラムダＤＮＡのＰＣＲ増幅法のゲル電気泳動解析の写真である。図２において、「ＭＷ」と表示した列には分子量マーカーが含まれ、「λＤＮＡ」と表示した列には初めのラムダＤＮＡのみが含まれ、「対照」と表示した列にはプライマー１とプライマー２のみを用いたＰＣＲ産物が含まれ、「ＰＣＲ」と表示した列にはプライマーとラムダＤＮＡのＰＣＲ反応の結果が含まれる。
【００２３】
Ａｕ／ｄｓＤＮＡ複合体の調製
上記で調製されたチオール化ラムダｄｓＤＮＡを、Ａｕナノ粒子に対するチオール化ｄｓＤＮＡのモル比を０．５から１の間で数点変化させて、１５ｎｍのホスフィンキャップド金粒子と混ぜた。通常は、１時間後、この混合物を遠心分離機にかけた。結合していないチオール化ｄｓＤＮＡは上澄み液に集まり、Ａｕ／チオール化ｄｓＤＮＡ複合体（Ａｕ／ｄｓＤＮＡ）は沈降物に集まった。
【００２４】
図３は、遠心分離前の上記Ａｕ／ｄｓＤＮＡ調製法のゲル電気泳動解析の写真である。図３においては、白色光下で（左側）Ａｕナノ粒子が見られ、一方、紫外線下で（右側）臭化エチジウム（ＥｔＢｒ）で染色されたＡｕ／ｄｓＤＮＡが見られる。ＡｕバンドとＡｕ／ｄｓＤＮＡバンド（丸で囲んだもの）は、同じ距離に検出されており、Ａｕナノ粒子がチオール化ｄｓＤＮＡに結合していることを示している。
【００２５】
図４は、遠心分離後の上記Ａｕ／ｄｓＤＮＡ調製法のゲル電気泳動解析の写真である。図４においては、左側に、白色光下でレーン１から５が見られ、右側には、紫外線下でレーン１から５が見られる。レーン１には分子量マーカーが含まれる。レーン２には、その調製法を上述した５’チオール化ｄｓＤＮＡが含まれる。レーン３には１５ｎｍの金ナノ粒子のみが含まれる。レーン４には、Ａｕ／ｓｓＤＮＡを含む再懸濁沈降物が含まれる。レーン５には、遠心分離後に得られた上澄み液が含まれる。レーン４および５で観察されるように、チオール化ｄｓＤＮＡの一部は確かに金ナノ粒子に結合したが、少量のｄｓＤＮＡは金ナノ粒子に結合しなかった。
【００２６】
ｓｓＤＮＡの調製
（Ａｕ／ｄｓＤＮＡの調製において上述した沈降物からの）Ａｕ／ｄｓＤＮＡ分散液を９８℃で熱変性し、氷で急冷して、Ａｕ／ｓｓＤＮＡ複合体（Ａｕ／ｓｓＤＮＡ）と非結合ｓｓＤＮＡの混合物を生成した。この混合物を遠心分離機にかけ、未結合ｓｓＤＮＡを含む上澄み液を回収した。
【００２７】
カーボン・ナノチューブのｓｓＤＮＡ分散液
１ｍｇ未満のＨｉＰＣｏナノチューブを未結合ｓｓＤＮＡ溶液１０μｇ／ｍｌに加え、氷水浴中１０から２０分間音波処理した。４００から１０００ｒｐｍの速度で遠心分離後、不溶性物質を除去した。ＭｇＣｌ２５０ｍＭを含むｓｓＤＮＡまたはｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴ溶液の液滴１０μｌを、割ったばかりの雲母表面に付着させ、自然乾燥し、水洗し、アルゴン下で乾燥した後画像測定した。ＭｇＣｌ２を添加しない液滴１０μｌをアミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）処理したＳｉウェーハ上にも付着させ、乾燥した。ＡＰＴＥＳは、カリフォルニア州Ｓａｎ  ＪｏｓｅのＹｉｅｌｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓから購入したシリル化炉において１５０℃３０分間で付着させた。すべての画像測定は空気中においてタッピング・モードで行われた。
【００２８】
図６は、雲母に結合させて調製したｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴの低倍率原子間力顕微鏡走査の写真である。図６において、右側の写真は、雲母上でＳＷＮＴに結合したｓｓＤＮＡの大面積高さＡＦＭ走査である。左側の写真は、右側の大面積走査のクローズアップである。
【００２９】
図７、図８、および図９は、雲母に結合したｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴ複合体の高倍率原子間力顕微鏡走査の写真である。図７において、右側の写真はｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴの低倍率画像である。左側の写真は、１つの特定ｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴの高さＡＦＭ画像であり、上方には、１つの特定ｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴの断面解析を矢印で示した。断面解析により、この１つの特定ｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴについて、ｓｓＤＮＡの巻き付きピッチが約６０ｎｍであることが分かる。右側の画像の中央、および左側のズームした画像に示されたこの特定の構造においてピッチの違いが認められるはずである。図８には１つのｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴが示されており、らせん状の巻き付きがはっきり分かる。図９にはいくつかのｓｓＤＮＡ／ＳＷＮＴが示されている。ここでも、らせん状の巻き付きがはっきり分かる。
【００３０】
したがって、本発明は、特定の繰り返し塩基配列の制約なしに単層カーボン・ナノチューブを分散させるＤＮＡベースの方法を提供する。
【００３１】
本発明の理解のために本発明の実施形態を上述した。本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、当分野の技術者には明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなく、これを様々に修正、再配列、および置換することができることが分かるであろう。したがって、頭書の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲内にあるこうした修正および変更のすべてを包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に従って一本鎖ＤＮＡおよび単層ＣＮＴ／一本鎖ＤＮＡ複合体を調製する概略図である。
【図２】遠心分離前のチオール化ラムダＤＮＡのポリメラーゼ連鎖反応増幅法のゲル電気泳動解析の写真である。
【図３】金／二本鎖ＤＮＡ調製法のゲル電気泳動解析の写真である。
【図４】遠心分離後の金／二本鎖ＤＮＡ調製法のゲル電気泳動解析の写真である。
【図５】単層カーボン・ナノチューブと混合した一本鎖ＤＮＡ−１配列と、ＳＷＮＴと混合した相補的一本鎖ＤＮＡ−２配列の写真の比較である。
【図６】雲母に結合した単層ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体の低倍率原子間力顕微鏡走査の写真である。
【図７】雲母に結合した単層ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体の高倍率原子間力顕微鏡走査の写真である。
【図８】雲母に結合した単層ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体の高倍率原子間力顕微鏡走査の写真である。
【図９】雲母に結合した単層ナノチューブ／一本鎖ＤＮＡ複合体の高倍率原子間力顕微鏡走査の写真である。
【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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